大學(xué)無機(jī)化學(xué)第一章ppt課件

1.1理想氣體狀態(tài)方程,第一章氣體,1.4真實氣體,1.2氣體混合物,第一篇化學(xué)反應(yīng)原理,1.1.1理想氣體狀態(tài)方程,1.1.2理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用,1.1理想氣體狀態(tài)方程,.,3,氣體的最基本特征：,1.1.1理想氣體狀態(tài)方程式,具有可壓縮性和擴(kuò)散性。,.,4,分子之間沒有相互吸引和排斥，分子本身的體積相對于氣體所占有體積完全可以忽略。兩點假設(shè)：1.氣體分子自身無體積2.氣體分子間無相互作用力高溫低壓的真實氣體可以看做理想氣體。理想氣體符合理想氣體狀態(tài)方程式。,理想氣體,.,5,Boyle定律：,Charles定律：,常溫、常壓下定量的氣體,.,6,R-摩爾氣體常量在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0mol時,Vm=22.414L=22.41410-3m3,理想氣體狀態(tài)方程式：,pV=nRT,.,7,N.m-2,N.m,R=8.314kPaLK-1mol-1,J,.,8,.,9,1.計算p，V，T，n四個物理量之一。,1.1.2理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用,2.氣體摩爾質(zhì)量的計算,3.氣體密度的計算,.,10,1.計算p，V，T，n四個物理量之一。,用于高溫低壓的真實氣體。,pV=nRT,例1-1:在實驗室中,由金屬鈉與氫氣在較高溫度下(t300）下制取氫化鈉時，反應(yīng)前必須將裝置用無水無氧的氮氣置換。氮氣是由氮氣鋼瓶提供的，其容積為50.0L，溫度為25，壓力為15.2MPa。,（1）計算鋼瓶中氮氣的物質(zhì)的量和質(zhì)量。（2）若將實驗裝置用氮氣置換了五次后，鋼瓶壓力下降至13.8MPa。計算在25，0.100MPa下平均每次耗用氮氣的體積。,注意！,.,11,（2）已知：V2=50.0L，T2=298K，p2=13.8103KPa設(shè)置換后瓶中氮氣的物質(zhì)的量為n2,解：（1）已知：V1=50.0L，T1=298K，p1=15.2103KPa,.,12,在298K,0.100MPa下每次置換耗用氮氣的體積為：,n1-n2,.,13,2.氣體摩爾質(zhì)量的計算,M=Mrgmol-1,.,14,=m/V,3.氣體密度的計算,.,15,例1-2：某氣體可由液態(tài)空氣蒸餾而得到。若該氣體的質(zhì)量為0.7990g,溫度為298.15K時，壓力為111.46KPa,體積為0.4448L。計算該氣體的摩爾質(zhì)量，相對原子質(zhì)量以及標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度。,解：已知m=0.7790g,T=298.15K,P=111.46KPa,V=0.4448L,Ar=39.95,1.2.1分壓定律,1.2氣體混合物,*1.2.2分體積定律,.,17,組分氣體：理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分壓：組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時所產(chǎn)生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。,1.2.1分壓定律,注意！,任意組分！,.,18,分壓定律：,混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。p=p1+p2+或p=pB,.,19,n=n1+n2+,.,20,分壓的求解：,xBB的摩爾分?jǐn)?shù),.,21,例題：某容器中含有NH3、O2、N2等氣體的混合物。取樣分析后，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合氣體的總壓p=133.0kPa。試計算各組分氣體的分壓。,解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2),=1.200mol,=0.320mol+0.180mol+0.700mol,.,22,p(N2)=p-p(NH3)-p(O2)=(133.0-35.5-20.0)kPa=77.5kPa,.,23,分壓定律的應(yīng)用,.,24,例題：用金屬鋅與鹽酸反應(yīng)制取氫氣。在25下，用排水集氣法收集氫氣，集氣瓶中氣體壓力為98.70kPa（25時，水的飽和蒸氣壓為3.17kPa），體積為2.50L，計算反應(yīng)中消耗鋅的質(zhì)量。,解：T=(273+25)K=298Kp=98.70kPaV=2.50L298K時，p(H2O)=3.17kPaMr(Zn)=65.39,.,25,Zn(s)+2HClZnCl2+H2(g)65.39g1molm(Zn)=?0.0964mol,n(H2)=,m(Zn)=,=6.30g,=0.0964mol,.,26,分體積：混合氣體中某一組分B的分體積VB是該組份單獨存在并具有與混合氣體相同溫度和壓力時所占有的體積。,*1.2.2分體積定律,注意！,.,27,V=V1+V2+,稱為B的體積分?jǐn)?shù),.,28,例題：天然氣是多組分的混合物，其組成為：CH4,C2H6,C3H8和C4H10。若該混合氣體的溫度為25?？倝毫?50.0kPa，n總=100.0mol。n(CH4):n(C2H6):n(C3H8):n(C4H10)=47.0:2.0:0.80:0.20。計算各組分的分體積和體積分?jǐn)?shù)。,解：以CH4的分體積、體積分?jǐn)?shù)為例。,解法一：思路，,需先求出n(CH4),.,29,n(CH4)=x(CH4)n總,.,30,解法二：,.,31,理想氣體狀態(tài)方程僅在足夠低的壓力下適合于真實氣體。,產(chǎn)生偏差的主要原因是：氣體分子本身的體積的影響；分子間力的影響。,真實氣體與理想氣體的偏差,1.4真實氣體,.,32,a,b稱為vanderwaals常量。,(V-nb)=Videal等于氣體分子運動的自由空間b為1mol氣體分子自身體積的影響。分子間吸引力正比于(n/V)2內(nèi)壓力p=a(n/V)2pideal=prea